λιπάσματα

Φυσικές ή τεχνητές ουσίες, οι οποίες εφοδιάζουν τα γεωργικά εδάφη με τα απαραίτητα για την ανάπτυξη των φυτών λιπαντικά στοιχεία που αφαιρέθηκαν με τις διαδοχικές καλλιέργειες και συλλογές καρπών. Από τα γνωστά χημικά στοιχεία, μόνο δεκαπέντε είναι χρήσιμα για την ανάπτυξη και την εξέλιξη των φυτών. Πολλά από αυτά αφθονούν στο έδαφος και στα νερά, άλλα (όπως ο άνθρακας) απορροφώνται από την ατμόσφαιρα με τη φωτοσύνθεση και άλλα χρησιμοποιούνται από τα φυτά σε τόσο μικρές ποσότητες ώστε δεν επηρεάζεται πρακτικά η εκατοστιαία αναλογία τους στο έδαφος. Τα λιπαντικά στοιχεία που απορροφώνται από τα φυτά σε υψηλές ποσότητες και είναι αναγκαίο να επιστραφούν στο έδαφος είναι το άζωτο, ο φώσφορος και το κάλιο. Τα λ. διακρίνονται σε φυσικά και τεχνητά (χημικά). Τα πρώτα αποτελούνται κυρίως από οργανική ουσία με μικρό ποσό λιπαντικών συστατικών και έχουν ζωική ή φυτική προέλευση. Τέτοια είναι η φυσική κοπριά, τα φυτικά υπολείμματα, τα χλωρά λ. κ.ά. Χρησιμοποιούνται κυρίως για τη βελτίωση των φυσικοχημικών και βιολογικών ιδιοτήτων του εδάφους. Πολυάριθμα είναι τα φυσικά λ. που χρησιμοποιούνται από πολύ παλιά, μεταξύ των οποίων περιλαμβάνονται η κοπριά, τα ανθρώπινα περιττώματα, το γκουανό και το βαγάνο. Η κοπριά αποτελείται από τη στρωμνή καθώς και από τα στερεά και υγρά εκκρίματα των κατοικίδιων ζώων και χρησιμοποιείται αφού πρώτα αποσυντεθεί. Ανάλογα με τα ζώα από τα οποία προέρχεται, παρουσιάζει διαφορετική σύνθεση, ωστόσο περιέχει σταθερά άζωτο, φωσφορικό οξύ και κάλιο· βελτιώνει την υφή του εδάφους, καθιστώντας το πορώδες. Το γκουανό είναι μείγμα από χωνεμένα περιττώματα και νεκρά σώματα θαλασσινών πουλιών. Απαντά σε στρώματα με διάφορο πάχος, κατά μήκος των ακτών της Χιλής, του Περού, της Αυστραλίας, των Φιλιππίνων, της Κίνας και της Ιαπωνίας και είναι πάντοτε πλούσιο σε άζωτο και φώσφορο. Το γκουανό των νυκτερίδων, το οποίο απαντά στις ακτές της Αφρικής και της Σαρδηνίας, περιέχει φώσφορο και κάλιο. Το βαγάνο είναι ένα μείγμα από υπολείμματα, τα οποία προέρχονται από την επεξεργασία του τόνου. Τα τεχνητά λ. είναι συνθετικά προϊόντα, τα οποία περιέχουν σε μεγαλύτερες ποσότητες, με τη μορφή αλάτων, τα απαραίτητα για το φυτό θρεπτικά συστατικά (άζωτο, φώσφορο και κάλιο). Διακρίνονται σε απλά (όταν περιέχουν ένα θρεπτικό συστατικό) και σε μεικτά και σύνθετα (όταν περιέχουν περισσότερα από ένα θρεπτικά συστατικά), με απλή ανάμειξη στην πρώτη περίπτωση, χημικά ενωμένα στη δεύτερη. Στα λ., με τη γενική έννοια του όρου, συγκαταλέγονται και τα διορθωτικά του εδάφους (για παράδειγμα, ο ασβέστης χρησιμοποιείται για να διορθώνει εδάφη με μεγάλη οξύτητα), όπως επίσης και μερικές ουσίες ικανές να επιδρούν στη σύνθεση του ίδιου του εδάφους. Ο σίδηρος, για παράδειγμα, είναι απαραίτητος σχεδόν σε όλα τα φυτά και ιδιαίτερα κατά το στάδιο της ανάπτυξής τους, αλλά δεν προστίθεται στο έδαφος ως λ., γιατί σχεδόν πάντα καλύπτει επαρκώς τις ανάγκες των φυτών. Ωστόσο, ενίοτε το έδαφος έχει αλκαλική αντίδραση (αλκαλικό pΗ) που αδιαλυτοποιεί τον σίδηρο, με αποτέλεσμα να καθίσταται αδύνατη η απορρόφησή του από τα φυτά, γεγονός που τους προκαλεί μία ασθένεια, γνωστή ως χλώρωση, η οποία χαρακτηρίζεται από το κιτρίνισμα των φύλλων και αντιμετωπίζεται με τη χρησιμοποίηση ενώσεων του σιδήρου, διαλυτών σε αλκαλικό περιβάλλον. Ως οργανικά λ. χρησιμοποιούνται επίσης το αιματάλευρο, το οποίο προέρχεται από τα αποξηραμένα αίματα των σφαγείων, τα υποπροϊόντα της παρασκευής της ζωικής κόλλας, τα φύλλα, οι ρίζες κ.ά., που παραμένουν στο έδαφος ως υπολείμματα διαφόρων καλλιεργειών ή ολόκληρες καλλιέργειες που παραχώνονται στο έδαφος και με την επίδραση των μικροοργανισμών του αποσυντίθενται, εμπλουτίζοντάς το με οργανική ουσία και με όλα τα απαραίτητα στοιχεία για τη ζωή των φυτών. Ανάμεσα στα φυσικά αζωτούχα λ. περιλαμβάνεται το νιτρικό νάτριο ή νίτρο της Χιλής, το οποίο προέρχεται από κοιτάσματα της Χιλής και του Περού, γνωστά με την ονομασία calicheros. Φυσικά φωσφορικά λ. είναι τα φωσφορικά ορυκτά απατίτης και φωσφορίτης, τα οποία σχηματίζουν μεγάλα κοιτάσματα στην Τυνησία, στην Αλγερία, στο Μαρόκο και στη Βόρεια Αμερική. Η φυσική πηγή των καλιούχων λ. βρίσκεται στη λεκάνη του Στάσφουρτ στη Γερμανία και αποτελείται από κοιτάσματα ορυκτών (καρναλίτης), πλούσια σε θειικό και χλωριούχο κάλιο. Στα συνθετικά αζωτούχα λ. περιλαμβάνεται η νιτρική άσβεστος, η οποία είναι κατάλληλη για εδάφη φτωχά σε ασβέστιο, η θειική αμμωνία, η νιτρική αμμωνία, η ουρία, το ασβεστοκυαναμίδιο (αζωτάσβεστος) κ.ά. Το αμμωνιακό άζωτο συγκρατείται από τα μικρότατα κοκκία (κολλοειδή) του εδάφους και γι’ αυτό είναι κατάλληλο για τον σχηματισμό του αζωτούχου αποθέματος του γεωργικού εδάφους. Η ουρία δεν συγκρατείται αυτούσια από το έδαφος, αλλά μετατρέπεται με ενζυμικές αντιδράσεις σε ανθρακικό αμμώνιο και αποκτά έτσι τη συμπεριφορά των αλάτων του αμμωνίου· περιέχει περίπου 45% άζωτο. Το κυαναμίδιο περιέχει περίπου 20% άζωτο, παρέχεται στο έδαφος ως ασβεστοκυαναμίδιο και έχει συμπεριφορά παρόμοια με της ουρίας. Ως συνθετικά φωσφορικά λ. χρησιμοποιούνται κυρίως τα υπερφωσφορικά, τα οποία σχηματίζονται από φωσφορικό μονασβέστιο και θειικό ασβέστιο. Παρασκευάζονται με την κατεργασία φωσφορικών ορυκτών και οστών με θειικό οξύ. Είναι χρήσιμα και ως διορθωτικά για όξινα ή αλκαλικά εδάφη. Το φωσφορικό διαμμώνιο ενώνει τις ενέργειες του φωσφόρου και του αζώτου. Ένα εξαιρετικό συνθετικό λ. είναι το νιτρικό κάλιο, το οποίο χρησιμοποιείται σπάνια, κυρίως στην ανθοκομία, γιατί η τιμή του είναι αρκετά υψηλή. Στην καλή λίπανση του εδάφους πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι το έδαφος δεν μένει παθητικό κατά την προσθήκη των φυσικών και τεχνητών λ., αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις ασκεί πάνω τους μια απορροφητική δύναμη, ρυθμίζοντας έτσι τη συγκέντρωση, τη συγκράτηση και τη χρησιμοποίησή τους. Η απορροφητική δύναμη του εδάφους είναι εκλεκτική, δηλαδή δεν απορροφώνται όλα τα ιόντα με την ίδια ένταση, και μερικά, όπως τα νιτρικά και τα χλωριούχα, δεν απορροφώνται καθόλου. Οι οργανικές ουσίες, όπως η ουρία και το κυαναμίδιο, δεν μπορούν να απορροφηθούν αμέσως από τα φυτά, αλλά μετασχηματίζονται με την ενζυμική δράση των μικροοργανισμών του εδάφους σε άλατα, τα οποία απορροφώνται εύκολα. Βιομηχανική παραγωγή. Η βιομηχανική παραγωγή των λ. άρχισε κατά το β’ μισό του 19ου αι. και αναπτύχθηκε σημαντικά στις αρχές του 20ού, όταν η τεχνική της σύνθεσης, με βάση το ατμοσφαιρικό άζωτο, κατέστησε δυνατή την ανάπτυξη της μεγάλης χημικής βιομηχανίας των αζωτούχων λ., μεταξύ των οποίων απαριθμούνται όλα τα λ. με βάση το αμμωνιακό, το νιτρικό και το ουρικό άζωτο. Η πρόοδος που σημειώθηκε στη βιομηχανία των λ. οφείλεται ειδικότερα στην αυξανόμενη ποσότητα των προϊόντων που διοχετεύονται στην αγορά. Ο τομέας της χημικής ποιότητας των λ. είχε αρχικά περιορισμένη εξέλιξη. Ο μεγάλος όγκος των λ. παρέμεινε στο είδος του απλού λ., δηλαδή σε αυτό που περιέχει ένα μόνο από τα τρία βασικά λιπαντικά στοιχεία (άζωτο, φώσφορο και κάλιο). Αντίθετα, αξιόλογα αποτελέσματα σημειώθηκαν στη βελτίωση των φυσικών ιδιοτήτων των λ., ιδιαίτερα ως προς την καλύτερη διατήρηση των προϊόντων (μικρότερη υγροσκοπικότητα, μικρότερη τάση για συσσωμάτωση με σκληρή μάζα), στην οποία συνέβαλε κατά ένα μεγάλο μέρος η κοκκοποίηση. Η κοκκώδης μορφή αποτέλεσε μια πραγματική πρόοδο στη βιομηχανία των λ., γιατί, χάρη στα πλεονεκτήματά της, βελτιώθηκε η διατήρηση των λ. στην αποθήκη, έγινε καλύτερη η διασπορά στην καλλιεργήσιμη έκταση και ευνοήθηκε η θρεπτική διαθεσιμότητα των λ. στο έδαφος. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών αποτελεί καινοτομία η εμφάνιση των σύνθετων λ. Η τεχνική της βιομηχανικής παραγωγής των σύνθετων λ. προβλέπει διάφορους κύκλους επεξεργασίας, ανάλογα με τον τύπο του αζώτου που χρησιμοποιείται για τις συνθέσεις τους. Για τα σύνθετα λ. με άζωτο μόνο αμμωνιακό, ο κύκλος προβλέπει τις ακόλουθες εργασίες: διαλυτοποίηση των φωσφοριτών με θειικό οξύ σε περίσσεια, εξουδετέρωση της όξινης θολής διάλυσης με αμμωνία, ενδεχόμενη προσθήκη αλάτων καλίου και ομογενοποίηση, κοκκοποίηση, αποξήρανση, ψύξη και κοσκίνισμα. Η αποξήρανση μπορεί να πραγματοποιηθεί ακόμα και με την ίδια τη θερμότητα της αντίδρασης, η οποία είναι ενδόθερμη, μεταξύ οξέος και αμμωνίας, και κοκκοποίηση μπορεί να επιτευχθεί με θρυμματισμό της στερεοποιημένης μάζας. Για τα σύνθετα λ. με νιτρικό και αμμωνιακό άζωτο ο κύκλος της επεξεργασίας είναι ο ακόλουθος: διαλυτοποίηση των φωσφοριτών με νιτρικό και θειικό οξύ ή με νιτρικό, θειικό και φωσφορικό οξύ (η δεύτερη διάλυση είναι αυτή που χρησιμοποιείται γενικά για να παραχθούν προϊόντα περισσότερο συμπυκνωμένα), βαθμιαία εξουδετέρωση της θολής διάλυσης με αμμωνία, ενδεχόμενη προσθήκη καλιούχων αλάτων και ομογενοποίηση, συμπύκνωση της διάλυσης και κοκκοποίηση της μαλακής μάζας που προέκυψε από τη συμπύκνωση, ξήρανση σε χαμηλή θερμοκρασία, ψύξη και κοσκίνισμα. Κατά την παρασκευή των σύνθετων λ. με νιτρικό άζωτο και προκειμένου να επιτευχθεί προϊόν με καλά φυσικά χαρακτηριστικά, είναι απαραίτητη η απαλλαγή του λ. από το νιτρικό ασβέστιο, το οποίο είναι ιδιαίτερα υγροσκοπικό. Για τον σκοπό αυτό επιχειρείται η μετατροπή του ασβεστίου σε φωσφορικό, θειικό ή ανθρακικό άλας. Οι διάφοροι τύποι απλών και σύνθετων λ., όπως επίσης και η εμπορική τους αξία, καθορίζονται ανάλογα με την περιεκτικότητά τους στα βασικά λιπαντικά συστατικά: άζωτο, φωσφορικό οξύ και κάλιο. Οι τύποι των λ. παριστάνονται με τρεις αριθμούς στη σειρά, για παράδειγμα 21-0-0 (απλό λ.) ή 6-8-8 (σύνθετο λ.). Ο πρώτος αριθμός δείχνει το βάρος του αζώτου (Ν), ο δεύτερος του φωσφορικού οξέος (Η₃ΡΟ₄) και ο τρίτος του καλίου (Κ), τα οποία περιέχονται στα 100 μέρη βάρους του εκάστοτε λ. Τα σύνθετα λ. επιτρέπουν μια σχεδόν πλήρη λίπανση με τη χρησιμοποίηση μόνο ενός προϊόντος, ενώ τα απλά λ. πρέπει είτε να χρησιμοποιηθούν το καθένα χωριστά είτε να αναμειχθούν από τον γεωργό πριν από τη χρήση τους, ενέργεια που παρουσιάζει εξαιρετικές δυσκολίες, καθώς επιβάλλεται η τέλεια ανάμειξη προκειμένου να εξασφαλιστεί η ομοιόμορφη διανομή των θρεπτικών στοιχείων στην καλλιεργήσιμη έκταση. Βραχονησίδα σκεπασμένη με γκουανό στην ακτή του Περού· το γκουανό είναι ένα από τα καλύτερα φυσικά λιπάσματα, επειδή περιέχει σε μεγάλη ποσότητα άζωτο και φωσφόρο. Τμήμα φυγοκέντρησης για την παραγωγή καλιούχων λιπασμάτων, σε σύγχρονο εργοστάσιο. Τα βασικά συστατικά στοιχεία των λιπασμάτων είναι το άζωτο, το φωσφορικό οξύ και το κάλιο που καθορίζουν και την εμπορική τους αξία.